Municipal solid waste
475
PAIDEIA XXI
The construction industry is composed of various materials whose components
must play a fundamental role, such as the case of concrete, which depends
mainly on the properties of cement and aggregates that make it up. However,
today there is the incorporation of innovative products for its elaboration, such
as molten steel. The purpose of this paper is to carry out a literature review on
the effects of the use of molten steel as aggregate in concrete in order to see
its mechanical properties and its behavior, being adequate to counteract the
cracks that occur in this material. A review of 50 refereed and indexed articles
was made. The keywords used were: use of concretes using molten steel as
aggregates and molten steel bers. Finally, from the review, it is concluded
that designs are usually obtained with biaxial behavior and multiaxial stresses
instead of uniaxial stresses and high resistance capacity.
Keywords: cast steel – concrete – compressive – exural and compressive
strength
PAIDEIA XXI
Vol. 11, Nº 2, Lima, julio-diciembre 2021, pp. 475-489
ISSN Versión Impresa: 2221-7770; ISSN Versión Electrónica: 2519-5700
REVIEW ARTICLE / ARTÍCULO DE REVISIÓN
USE OF CONCRETE USING MOLTEN STEEL AS
AGGREGATES: A LITERATURE REVIEW
USO DE CONCRETOS UTILIZANDO ACERO
FUNDIDO COMO AGREGADOS: UNA REVISIÓN DE
LITERATURA
ABSTRACT
doi:10.31381/paideia.v11i2.4090
http://revistas.urp.edu.pe/index.php/Paideia
Andy Correa-Zeña1; Aldo Hurtado-Bravo1; Sócrates Muñoz-Pérez1;
Noé Marín-Bardales1 & Ernesto Rodríguez-La tte1*
1
Universidad Señor de Sipán. Campus Universitario, Km. 5 Carretera Pimentel. Chiclayo, Perú.
czenaandywilfre@crece.uss.edu.pe/ hbravoaldo@crece.uss.edu.pe/ msocrates@crece.uss.
edu.pe/ dmbardales@crece.uss.edu.pe/ rla tte@crece.uss.edu.pe
* Corresponding author: msocrates@crece.uss.edu.pe
Andy Correa-Zeña: https://orcid.org/0000-0002-5121-9489
Aldo Hurtado Bravo: https://orcid.org/0000-0002-1376-8903
Socrates Muñoz-Pérez: https://orcid.org/0000-0003-3182-8735
Noe Marín-Bardales: https://orcid.org/0000-0003-3423-1731
Ernesto Rodríguez-La tte: https://orcid.org/0000-0003-2834-5097
Correa-Zeña et al.
476
PAIDEIA XXI
RESUMEN
La industria de la construcción está compuesta de diversos materiales,
cuyos componentes deben desempeñar un papel fundamental, tal es el caso
del concreto, que depende principalmente de las propiedades del cemento y
de los agregados que lo conforman, sin embargo, hoy en día se está dando la
incorporación de productos innovadores para su elaboración, como es el acero
fundido. El presente documento tiene como objetivo realizar una revisión de
literatura sobre los efectos que produce la utilización de aceros fundidos como
agregado en el concreto, de tal manera ver sus propiedades mecánicas y su
comportamiento, siendo adecuado de tal manera que permite contrarrestar
las suras que se presentan en dicho material. Se hizo una revisión de 50
artículos arbitrados e indexados. Seguidamente las palabras claves fueron:
Use of concretes using molten steel as aggregates, what are molten steel
bers. Finalmente, a partir de la revisión se concluye que se obtienen diseños
normalmente con comportamientos biaxial y tensiones multiaxiales en lugar de
tensiones uniaxial, además de alta capacidad de resistencia.
Palabras clave: acero fundido – concreto – exión y compresión – resistencia
a la compresión
INTRODUCCIÓN
La constante innovación de los ma-
teriales en la industria de la construc-
ción llevará consigo el surgimiento de
que proyectistas busquen productos
nuevos y alternativos, que posean ca-
racterísticas adecuadas y que cum-
plan los diferentes requisitos al ser
utilizados en la construcción (Krish-
na et al., 2016). Es más, se han rea-
lizado diversas investigaciones a nivel
mundial donde se evidencia que en la
actualidad se está haciendo indispen-
sable el uso de materiales que puedan
formar parte del concreto, tales como:
residuos metálicos, que pueden tra-
bajar junto al cemento portland en la
elaboración del concreto, debido a que
reducen la contaminación al medio
ambiente (Msinjili et al., 2019).
Del mismo modo, también se ar-
ma que uno de los grandes retos que
se enfrentan en la industria de la
construcción son: la constante con-
taminación ambiental, las variaciones
de clima y el excesivo consumo de los
recursos no renovables (Praveenku-
mar et al., 2019), pues basándonos en
est
os aspectos, diversos países se han
visto en la necesidad de buscar o crear
nuevos componentes que sean innova-
dores y ecaces, al ser empleados como
Using molten steel as aggregates
477
PAIDEIA XXI
agregado en el concreto (Katare & Ma-
durwar, 2020). Aquí es donde surge la
utilización de materiales como el acero,
donde en la actualidad se produce cer-
ca de 35-M de tn y cada día aumenta
más. Por tal motivo, es que se busca
dar un uso adecuado a los compuestos
que se originan a partir de este resi-
duo, dado que sería de gran importan-
cia (Lanfang et al., 2015).
Vale decir, que, en la industria de la
con
strucción, el concreto sigue siendo
considerado el material más utilizado
en todo el mundo; puesto que brinda
buenas propiedades mecánicas (Naga-
jyothi et al., 2019); no obstante, debido
a las innovaciones que se están pre-
sentando es que han surgido diversos
cuestionamientos que ocasionaría el
uso de nuevos materiales al ser utiliza-
dos como agregados en la elaboración
d
el concreto (Izquierdo et al., 2018).
Es importante destacar que, desde
tiempos remotos, hasta la actualidad,
en el campo de la construcción los di-
versos materiales han ido pasando por
muchos procesos, donde en algunos
de estos, se ha demostrado que resul-
tan ser productos que brindarían bue-
nas propiedades para los materiales,
y, por tanto, si a este tipo de residuos
se les da un buen uso, surgirían nue-
vos componentes que al pasar por
un cierto proceso surgirían elemen-
tos capaces de ser incorporados en la
elaboración del concreto. A su vez, el
conjunto de actividades económicas
que involucran la transformación de
materias primas, ocasionan desechos.
Incluso se puede mencionar, que la
industria de la construcción, como
actividad económica, es uno de los
mayores generadores de residuos, que
se conocen con diferentes nombres
(Tsukada et al., 2016). De igual forma,
otras industrias metalmecánicas son
causantes de una gran producción de
residuos que son obtenidos a partir de
la recuperación y reutilización (Serra-
no-Guzmán & Pérez-Ruíz, 2015).
Ahora bien, sabemos que el reci-
claje ha estado presente desde la an-
tigüedad hasta la actualidad en toda
la naturaleza, puesto que son conside-
radas como fuente sostenible de otros
(Lim et al., 2020). Asimismo, los hu-
manos día a día realizan muchos pro-
cesos con la nalidad de recuperar los
diferentes residuos. Tal es el caso, que
en materiales metálicos los disuelve
para que los transforme en innovado-
ras herramientas para que sean uti-
lizados en el concreto; por ejemplo:
caucho, vidrio, residuos de acero, etc.
(Aghaee et al., 2015).
Por otra parte, siempre se desta-
cará que, en el campo de la construc-
ción, será necesario la búsqueda de
nuevos productos con la nalidad de
que en algunos casos se pueda susti-
tuir o reemplazar algunos componen-
tes que formen parte de los diferentes
materiales de construcción (Singh et
al., 2018). Cabe precisar, que estos
desafíos se están convirtiendo en uno
de los más exitosos, puesto que a par-
tir de materiales como acero fundido
se han logrado obtener buenos com-
plementos para los materiales como
concreto, debido a las buenas propie-
dades que dan como resultado, y en-
tre los que podríamos mencionar: Re-
sistencia. En países desarrollados, se
está haciendo constante el uso de ma-
Correa-Zeña et al.
478
PAIDEIA XXI
teriales nuevos como componentes del
concreto, debido a que beneciarían al
medio ambiente y por razones econó-
micas resultaría ser el más factible de
conseguir (Etse et al., 2016).
Sin embargo, hoy en día, cuando
hacemos referencia a la acumulación
de res
iduos metálicos, surge una nue-
va problemática, dado que generan
gran contaminación ambiental. No
obstante, se han optado posibilidades
de emplear estos residuos en la cons-
trucción, puesto que, se ha evidenciado
que al utilizarlo mejoran las propieda-
des mecánicas del concreto; sin dejar
de lado que permite disminuir la con-
taminación ambiental al reutilizar es-
tos residuos de acero, además del buen
factor económico (Briones et al., 2020)
A
hora, de acuerdo a muchas inves-
tigaciones se ha evidenciado que se ha
tratado de incorporar los residuos metá-
licos, como las virutas del torno de hier-
ro y el torno de aluminio, con la nalidad
de buscar mejoras en el comportamiento
estructural del concreto (Alfeehan et al.,
2020); del mismo modo, se podría decir
que utilizar las propiedades que brindan
este tipo de residuos permiten ser em-
pleados en la construcción, rehabilita-
ción y mantenimiento de las carreteras.
(Rondón et al., 2018). En este sentido,
se puede decir que el no dar un buen
uso a este tipo de residuos, ocasionaría
problemas ambientales. Por ello se bus-
ca ver la manera de que puedan ser in-
corporados como agregados pétreos de
mezclas asfálticas.
Sobre residuos metálicos industriales
En pleno Siglo. XXI la industria
de la construcción está pasando
por diferentes fases, que conllevan
al desarrollo sustentable, el cual no
siempre ha traído consigo un aspecto
favorable para el medio ambiente, pues,
simplemente se ha enfocado en crear
nuevos productos, sin tener en cuenta
si son o no respetuosos con el medio
ambiente (Šadzevičius et al., 2015).
Un claro ejemplo es utilización del
acero, que en el campo de la construc-
ción está ganando la popularidad de
ser una buena y optima alternativa
para ser utilizado en la elaboración de
los diversos materiales de construc-
ción (Selvaraj & Madhavan, 2021). No
obstante, han dejado de lado los gran-
des porcentajes de emisión de CO2,
que perjudican al medio ambiente, y
es un tema de gran importancia am-
biental (Dias-Feiber et al., 2020).
Asimismo, a nivel mundial se ha
considerado que el aumento de la de-
manda en la industria de la construc-
ción, ha conllevado el excesivo uso del
concreto; y a su vez el empleo constan-
te de este tipo de materia prima, que
daña considerablemente al ambiente y
a la sociedad, puesto que los materiales
que lo componen no serían considera-
dos materiales respetuosos con el medio
ambiente (Alengaram et al., 2016).
Se puede decir que, respecto a lo ya
mencionado, los constantes daños al
medio ambiente, están originando que
se busquen nuevas alternativas e-
caces y favorables para que sean em-
pleados en los materiales de construc-
ción, como la fabricación del concreto.
Luego se ha presenciado que con el
surgimiento de estos nuevos produc-
tos innovadores está conllevando al
desarrollo sustentable.
Using molten steel as aggregates
479
PAIDEIA XXI
Del mismo modo, hoy en día, mate-
riales como el hormigón están siendo
los más utilizados en la construcción,
dado que son capaces de mejorar la
propiedades tanto físicas - mecánicas
del material ya mencionado (Scope et
al., 2021). No obstante, buenas carac-
terísticas que brindan también existe
un alto porcentaje negativo respecto a
la producción de estos materiales, ta-
les son: Los morteros u hormigones,
puesto que para su fabricación conlle-
varía el uso constante de uno de los
recursos natural que demanda mucha
energía, sin dejar de lado las expul-
siones en grandes cantidades de CO2
(Herrmann et al., 2018).
Utilización del acero en la construcción
En los últimos años se están ex-
plorando nuevos e innovadores com-
puestos para reducir los grandes por-
centajes de CO2 que dañan al medio
ambiente y son empleados en la cons-
trucción (Di Maria et al., 2018). Por
ello, diversas investigaciones, han
evidenciado que están centrándose en
reutilizar los residuos industriales con
el n de producir nuevos componen-
tes que puedan utilizarse junto al ce-
mento en la elaboración de materiales
de construcción como el concreto
(Mukherjee et al., 2019).
Diversos estudios han mencionado
que la escoria de acero con el cemento
ha evidenciado un aumento en la resis-
tencia a la comprensión de materiales
como el concreto (Ramalingam & Masi-
lamani, 2021). Por otro lado, también
existen investigaciones que al utilizar
escoria de acero produce efectos nega-
tivos al medio ambiente, a pesar de los
buenos efectos sobre las característi-
cas del hormigón, y, por tanto, se si-
guen examinando tantos los benecios
del equilibrio económico y ambiental
(Gencel & Karadag, 2021). Del mismo
modo, Lai & Zou (2021) sugieren que
se reemplace algunos componentes del
concreto, por productos como esco-
ria de acero, dado que, al reemplaza-
dos, generaron como resultado que las
propiedades mecánicas sean óptimas,
además del benecio que conllevaría
para la protección ambiental.
No obstante, de acuerdos algunas
investigaciones consideran que la fa-
bricación de nuevos productos tendría
que ir de la mano con aspectos que
implementen la ecología industrial,
es decir, siempre y cuando se generen
ganancias ambientales (Salman et al.,
2016). Es así que surge, la utilización
de las escorias de acero fundido, que
son compuestos obtenidos a partir de
la industria de dicho material y son
óptimas para ser aplicados en los di-
versos productos; sin embargo, se
sugiere que para su uso sea necesa-
rio el estricto cuidado, ya que, así sea
un material con bajo costo económi-
co, si no se utiliza de forma adecua-
da, podría ser un gran contaminante
(Dell’Anna et al., 2020).
Han existido estudios de vigas de
hormigón con bras de acero se di-
señan con parámetros que se someten
al estado de tensión-deformación, for-
mando el desarrollo de grietas. Estos
cambios afectan al parámetro de diseño
de capacidad de carga y desplazamien-
to. Los resultados de esta simulación
muestran que estos parámetros de di-
seño afectan a la capacidad portante,
Correa-Zeña et al.
480
PAIDEIA XXI
la tensión de deformación y desarrollo
de grietas, por tal razón se recomien-
da el aumento del contenido de bras
de acero en el hormigón. Por lo tanto,
esta investigación ayuda al diseño de
estructuras de vigas de hormigón con
bras de acero para soportar las cargas
de impacto y limitar las grietas en las
vigas (Do & Lam, 2021).
Por otro lado, trabajar los efectos del
contenido de árido grueso reciclado, el
contenido de bra de acero de concreto
resistente debe comportarse a compre-
sión axial de columnas circulares con
refuerzo de acero con reciclaje de árido
grueso. Al realizar los ensayos se obtu-
vo como resultados que el uso de árido
grueso reciclado reduce la capacidad
portante de las columnas, sin embargo,
al aumentar las bras de acero también
aumenta la resistencia inuenciada en
la ductilidad y la rigidez, eliminando las
deciencias (Wang et al., 2021).
Por último, el concreto con escoria
de acero ha demostrado buenas carac-
terísticas físicas y químicas, además de
reducir el impacto de usar recursos na-
turales, y, por ende, el desempeño del
concreto con incorporación del acero
sería adecuado, debido a las buenas ca-
racterísticas que posee (Gong & Wang,
2021). Del mismo modo, Subathra &
Madhan (2020) mencionan que la uti-
lización de residuo de acero brinda al
hormigón obtener buena durabilidad.
El objetivo fue evaluar el uso del con-
creto usando acero fundido como agre-
gados.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se buscaron 50 artículos arbitrados
e indexados, de los cuales fueron obte-
nidos de las siguientes bases de datos:
Scopus, Scielo, Ebsco y Science Direct.
Para la búsqueda de los artículos, se
utilizaron las siguientes palabras cla-
ves: “bras de concreto”, “viruta de ace-
ro”, “residuo de acero”, “steel ber in
concrete”, “Steel chip in concrete”, and
“Steel residue in concrete”. Seguida-
mente para un mejor detalle se mues-
tran las siguientes tablas 1 y 2:
Tabla 1. Artículos distribuidos, según la base de datos
y el año de publicación.
Año De Publicación Base de Datos Total
Scopus Ebsco Scielo Science Direct
2015 5 5
2016 4 2 6
2017 1 1
2018 7 7
2019 3 2 5
2020 1 4 4 2 11
2021 3 2 4 6 15
2015-2021 50
Using molten steel as aggregates
481
PAIDEIA XXI
Tabla 2. Artículos distribuidos, de acuerdo a los diferentes criterios de búsqueda.
BASE
DE DATOS
AÑOS
DE
BÚSQUE
DA
PALABRAS
CLAVE
SIN
FILTRO
(SF)
FILTRO DE BUSQUEDA CON
FILTRO
SELEC-
CIÓN
EBSCO
2015-2021
Use of
concretes using
molten steel as
aggregates
2511
concrete/ compressive strength/
construction materials/ portland
cement/ reinforced concrete/ y
ash/ cement/ concrete durability/
concrete waste/ mechanical
behavior of materials/ concrete
mixing/ concrete construction/
ber-reinforced concrete/ exural
strength/ building materials
recycling/ high strength concrete/
cement composites/ concrete
additives/ strength of materials/
composite materials/ bers/
concrete industry/ concrete
products/ durability
368 3
2015-2021
what are
molten steel
bers
3989
liquid metals / fused salts/ steel
stainless steel/ slag/ liquid iron/
blast furnaces/ heat resistant
alloys/ corrosion resistance/ iron
alloys/ high temperatures/ heat
transfer uids/ iron/ manufacturing
processes/ steel corrosion/ high
strength steel/ steel industry/
cast steel/ cast-iron/ construction
materials
841 2
2015-2021 steel in
construction 6663
steel/ iron & steel building/
structural steel/ construction
materials/ construction projects/
welded steel structures/ stainless
steel/ construction/ construction
industry/ steel industry/ iron &
steel bridge design & construction/
steel mills -- design & construction/
building design & construction/
structural engineering/ civil
engineering/ strength of materials
890 10
2015-2021 steel bers in
concrete 2307
ber-reinforced concrete/ reinforced
concrete/ steel/ bers/ exural
strength/ concrete/ brous
composites/ mechanical behavior of
materials/ high strength concrete/
strength of materials/ construction
materials/ concrete construction
346 10
Scielo 2015-2021 steel bers 54 Engineering / Civil / Building /
Construction/ Materials 49 10
Scopus 2015-2021 Steel ber in
concrete 9168 Engineering/ Materials Science/
Chemistry/ Chemical Engineering 8591 5
ScienceDirect 2015-
2021
Steel ber in
concrete 7179
Engineering/ Materials
Science/ Chemistry/ Chemical
Engineering
5545 10
Correa-Zeña et al.
482
PAIDEIA XXI
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La mayoría de los artículos mencio-
nados, respecto a diversas investiga-
ciones se basan en un análisis de la in-
corporación de los residuos metálicos
industriales en materiales como el con-
creto. Se detalla los estudios más rele-
vantes y representativos, en los cuales
explican la variedad de resultados.
Se sabe que el acero en el campo de
la construcción e ingeniería es uno de
los materiales más importantes a ni-
vel mundial (Zeng et al., 2018). De tal
modo, hoy en día se usa en la mayoría
de sectores, pero entre los que más se
destaca es la construcción, por tal es
importante las características que po-
sea este material (Qiu et al., 2018).
Diversos estudios mencionan que
la consistencia seca del concreto se
caracteriza por su proceso particular
en la mezcla, molde y asentamiento
con densicación manual y mecánica
de los ensayos característicos como
tracción y exión. Puesto que, de
modo cualitativo, al combinar los mé-
todos se densicó la proporción dando
un aspecto liso a la supercie del ob-
jeto ensayado (Barbosa et al., 2020).
Ahora, las bras de acero presen-
tan un comportamiento de efecto tor-
sional donde se realizaron especí-
menes cilíndricos con porcentajes de
0,5%, 0,75% y 1%, que fueron someti-
dos a pruebas bajo torsión después de
28 días de curado, donde se obtuvie-
ron como resultado que su resistencia
máxima incremento (Bilal et al., 2021).
Asimismo, otros estudios donde se
utilizó la bra de acero se evaluaron la
resistencia a la compresión del hormi-
gón a diferentes edades de curado (3,
7 y 28 días) resultando un aumento
de 0% a 15%. Aquí se utilizaron dos
métodos para construir ecuaciones de
predicción para la fuerza cúbica uti-
lizando el Diseño Compuesto Central
(CCD) y el Diseño Box Behnk (BBD)
prediciendo las fuerzas cúbicas expe-
rimentales de investigación, donde se
vericó la base de diseño de mezcla del
concreto (Sharaky et al., 2021).
Además, las bras de acero han
sido incorporadas para el diseño de
canales de hormigón, donde dichos
estudios se basaron en utilizar el mé-
todo para las pruebas con sujetado-
res instalados con anclaje de pernos;
resultando que las muestras reejan
un rendimiento alto de los pernos de
canal instalados a comparación de
aquellos sistemas de hormigón refor-
zado simple (Ayoubi et al., 2020).
Por otro lado, para los ensayos so-
metidos al concreto se centró en la dis-
tribución y disposición en la conducta
post-agrietamiento fortalecido con -
bras de acero para un concreto auto-
compactante. El comportamiento se
comprobó posteriormente mediante el
ensayo de tracción por fraccionamiento
modicado. Asimismo, se vericó por el
método de rayos X para la bra. Resul-
tando para los elementos estructurales
mayores tensiones residuales y absor-
ción de energía (Medina et al., 2021).
Del mismo modo, diversas investiga-
ciones han demostrado que el residuo
de viruta de acero favorece al concreto
en su resistencia cuando se le adiciona
2% en peso de concreto, en compara-
ción al 1 y 1,5% (Osifala et al., 2017).
Por el contrario, en vigas sin refuerzo
transversal se realizaron seis ensayos,
Using molten steel as aggregates
483
PAIDEIA XXI
probando hasta el fallo de exión
en cuatro puntos. Tras las pruebas
resultaron valores de resistencia al corte
eran menores de vigas profundas con
poca luz. Sin embargo, con la presencia
de bras de acero la resistencia
aumenta y contribuye a cuanticar la
suración diagonal. La carga máxima
de corte con bras de acero en vigas
profundas aumento un 16%. Además,
se evaluaron la aplicación de hormigón
ligero sin bras de acero y se comparan
las predicciones de cizalladura, según
algunos investigadores (Garcia et al.,
2021).
Para complementar la posibilidad
de sustituir el refuerzo de barras de
acero incorporando bras de acero en
el hormigón de alta resistencia, debe
mostrar potencial de comportamiento
estructural dúctil y reducir el tiempo
de construcción. Para trazar el dia-
grama de interacción de carga-axial y
momento exión (N – M) los ensayos
resultaron que los pilares presentan
alta resistencia, enfocando dos análi-
sis para predecir éste diagrama. Por lo
que se demuestra prometedora para
su aplicación en columnas y vigas de
hormigón con bras de acero a altas
resistencia (Akshay et al., 2021).
Los hormigones al ser diseñados y
construidos normalmente experimen-
tan comportamientos biaxial y ten-
siones multiaxiales en lugar de ten-
siones uniaxial. La investigación con
incorporación de bras de acero como
refuerzo las limita a compresiones
biaxial, mientras que la información
relativa a la tensión biaxial y tensión-
-compresión es relativamente escasa.
La adición de bra de acero mejoró la
resistencia del concreto entre un 15%
y un 41% bajo tensión-compresión en
comparación con el concreto simple
(Chiew et al., 2020).
Los efectos de las bras de acero,
evaluando 21 muestras cúbicas en-
sayadas a resistencia a la compresión,
14 muestras cilíndricas para las prue-
bas de resistencia a la tensión y tam-
bién 14 muestras prismáticas para las
pruebas de resistencia a la exión en
tres puntos. Los resultados reejan
que la adicción de bras de acero en-
tre el 0,3% y el 0,9% para el hormigón
aumenta simultáneamente las resis-
tencias a la compresión, a la tensión
y a la exión en comparación con el
hormigón simple. Por lo general la re-
sistencia a la tensión y a la exión del
hormigón podrían explicarse como el
8% y el 13% de la resistencia a la com-
presión. (Akbari & Abed, 2020).
Venkatesan & Lijina (2021) men-
cionan que el residuo de acero afecta
al medio ambiente llegando a dañar-
lo, es por tal razón que considera la
utilización de éste, donde se susti-
tuye 0%, 10%, 20%, 30%, 40% y 50%
como agregado en el concreto, dando
como resultado que las propiedades
mecánicas tales como resistencia a la
compresión, resistencia a la tracción y
propiedades de resistencia a la exión
y durabilidad tales como absorción de
agua, ataque de ácido y ataque de sul-
fatos fueron las deseadas.
Al adherir al hormigón refuerzo con
bras de acero, se realizaron ensayos
de empuje de 16 especímenes en pro-
porciones de 0%, 1%, 2% y 3%, obte-
niendo indicadores de resistencia de
adherencia, la disipación de energía y
Correa-Zeña et al.
484
PAIDEIA XXI
las variables de daño, los resultados
de la investigación muestra diferencia
de cargas en el extremo libre, conduce
un buen comportamiento de adhesión
lo que signica que puede almacenar
alta energía de deformación elástica
en la interfaz, generando que la varia-
ble de daño se desarrolle a un bajo rit-
mo (Wu et al., 2021)
Tabla 3. Comparación de patrones de falla de probetas con diferentes
psf “libra por pie cuadrado”.
Fibra de
acero
Ruido en el momento
de la destrucción Patrón de daño
0% Un sonido obvio de
grietas en el hormigón.
Antes de alcanzar la capacidad de carga límite, aparecieron
grietas de división en dirección longitudinal. Después de
alcanzar la capacidad de carga nal, las grietas originales se
hicieron
más anchas con menos grietas nuevas, y básicamente no
aparecieron grietas ramicadas.
1%
Debido a la rotura
de la bra de acero
en las grietas, la
energía acumulada en
la muestra se liberó
instantáneamente,
lo que provocó un
fuerte ruido.
Antes de alcanzar la capacidad portante última, las grietas
se extendían desde el extremo de carga hasta la mitad de
la altura del hormigón. Después de alcanzar la capacidad
de carga nal, las grietas originales se extendieron hasta el
extremo libre a lo largo de la dirección longitudinal, con más
grietas nuevas y ramicadas al mismo tiempo. Las grietas
longitudinales transversales aparecieron repentinamente en
la zona que antes no tenía grietas.
2%
El sonido del fallo del
hormigón fue similar
al de la proporción de
bra de acero del 0%.
Antes de alcanzar la capacidad portante última, había menos
grietas, y la grieta principal se extendía desde el extremo de
carga hasta un tercio de la altura del hormigón. Después de
alcanzar
la capacidad de carga nal, la grieta principal se extendía
hasta el extremo libre. Un gran número de grietas ramicadas
en el espécimen C1-6-20, y no se produjeron nuevas grietas
en el espécimen C2-2-20.
muestra C2-2-20.
3%
Los especímenes
tenían un ligero ruido
cuando se agrietan.
Antes de alcanzar la capacidad portante última, había menos
grietas, y la grieta principal se extendía desde el extremo
de carga hasta aproximadamente un tercio de la altura del
hormigón. Después de alcanzar la capacidad de carga nal,
la grieta principal se extendía hasta el extremo libre, y había
más grietas ramicadas en el espécimen
Wu et al. (2021).
Using molten steel as aggregates
485
PAIDEIA XXI
Figura 1. Comparación de la forma de daño de las muestras con diferentes
psf “libra por pie cuadrado”.
Finalmente, en cuanto, a los efectos
que ocasiona en la resistencia mecáni-
ca de compresión en el concreto al in-
corporar escorias de alto horno en un
porcentaje del 70%, se conrma que es
benecioso en microclimas húmedos y
marinos; y en lugares propensos a car-
bonatación es benecioso incorporar
hasta el 50%, ya que en estos rangos
se logra una eciencia superior a la re-
sistencia a la comprensión (Cabrera et
al., 2016). Además, con porcentajes de
10%, 15%, y 20% con escoria de horno
de cubilote (EHC), muestran que la pro-
fundidad de penetración de
CO2
es infe-
rior mientras sea superior el porcentaje
de sustitución (Cruz et al., 2015).
Del mismo modo, podríamos men-
cionar que en los edicios se han uti-
lizado procesos de forjados de acero y
hormigón, ocasionando una respuesta
óptima en la estructura, además de
una considerable resistencia a la e-
xión y capacidad de rigidez (Araújo &
Batista, 2020).
En este sentido, se puede decir que
estos residuos metálicos industriales
están surgiendo como nuevas alterna-
tivas capaces de ser utilizados en los
materiales de construcción, brindan-
do así las características deseadas al
material que lo conforman, y que ade-
más disminuirían la contaminación
ambiental; sin dejar de lado el desar-
rollo sustentable en la rama de la in-
geniería.
Mediante el análisis del estado del
arte en la temática se concluye que la
incorporación de residuos metálicos
industriales en el concreto logra: Se
obtengan diseños normalmente con
comportamientos biaxial y tensiones
multiaxiales en lugar de tensiones
uniaxial. Además, un efecto positivo,
puesto que su aplicación conllevaría
a la disminución del consumo de re-
cursos extraídos de cantera, generan-
do así menor contaminación al medio
ambiente. Y nalmente, los residuos
metálicos, favorece en el concreto, de-
bido a su alta capacidad de resisten-
cia, durabilidad, entre otros.
Correa-Zeña et al.
486
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Received June 25, 2021.
Accepted August 9, 2021.
